Expunerea la PFAS poate crește riscul de a dezvolta diabet zaharat de tip 2

Un studiu publicat în eBioMedicine de cercetători de la Icahn School of Medicine din New York, în cadrul cohortei BioMe, investighează asocierea dintre expunerea la substanțe per- și polifluoroalchilice (PFAS) și riscul ulterior de diabet zaharat de tip 2, precum și potențialele mecanisme metabolice implicate, într-o populație multi-etnică urbană din Statele Unite.
Prevalența diabetului zaharat de tip 2 a crescut semnificativ la nivel global în ultimele decenii. În 2019, aproape 34 de milioane de adulți din SUA aveau diabet zaharat de tip 2, iar alți 88 de milioane prezentau prediabet. Riscul este considerabil mai mare în rândul afro-americanilor și hispanicilor comparativ cu populația albă non-hispanică. PFAS sunt substanțe chimice persistente, detectate în sângele a peste 98% din americani, utilizate pe scară largă în produse industriale și de consum. Dovezi recente sugerează că aceste substanțe pot contribui la dezvoltarea diabetului, dar până acum lipsesc date concludente în populații etnic diversificate.

Despre studiu

Designul studiului și populația

A fost realizat un studiu caz-control imbricat în cadrul biobăncii BioMe, cu 180 de cazuri incidentale de diabet zaharat de tip 2 și 180 de controale, selectate dintre peste 53.000 de participanți. Subiecții incluși au fost recrutați înainte de 2017, excluzând cazurile prevalente și cele diagnosticate în primul an de urmărire. Cazurile și controalele au fost potrivite după sex, vârstă și origine etnică (60 perechi afro-americani, 60 hispanici, 60 europeni americani).

Clasificarea cazurilor de diabet

Cazurile au fost definite pe baza diagnosticului clinic și a tratamentului cu medicamente antidiabetice, înregistrate în sistemul electronic de sănătate Epic. Controalele nu prezentau diagnostic de diabet și aveau hemoglobina glicată < 6,5%.

Măsurarea PFAS

Au fost analizate șapte tipuri de PFAS în probe de plasmă prelevate la momentul inițial, utilizând cromatografie lichidă de înaltă rezoluție (LC-HRMS). Valorile sub limita de detecție (LOD = 0,1 ng/mL) au fost înlocuite cu LOD/√2. Variabilitatea inter-lot a fost < 15%.

Profil metabolic și analiză statistico-metabolomică

Profilarea metabolică a fost realizată prin spectrometrie de masă ultra-high resolution cu două moduri de ionizare (pozitiv și negativ). Au fost incluși 656 de metaboliți cu valori detectabile în ≥75% dintre probe. Analizele statistice au folosit modele de regresie logistică condiționată, regresii Weighted Quantile Sum (WQS), modele bayesiene ierarhice (hBWQS) și analiza de îmbogățire de căi metabolice cu algoritmul Mummichog.

Covariate și sensibilitate

Modelele au fost ajustate pentru factori de potrivire (sex, vârstă, etnie) și alți factori de risc cunoscuți, inclusiv indicele de masă corporală, fumatul și anul recoltării. Au fost efectuate multiple analize de sensibilitate, inclusiv analize stratificate pe sex și etnie, și validări prin metode de potrivire optimă.

Rezultate

Descrierea populației

• Participanții cu diabet au avut un IMC mai mare și au fost mai frecvent fumători.
• PFOS, PFOA și PFNA au fost cele mai frecvent detectate substanțe PFAS.
• Nu s-au observat diferențe semnificative în concentrațiile de PFAS între cazuri și controale în analizele neajustate.

Asocierea PFAS-diabet zaharat de tip 2

• Indicele mixt de expunere PFAS a fost asociat semnificativ cu un risc crescut de diabet (raport de șanse = 1,31 [1,01–1,70], p = 0,04).
• PFOS și PFHxS au avut cea mai mare contribuție la acest efect global.
• PFDA, PFHpA și PFHpS nu au fost asociate cu riscul de diabet.

Asocierea PFAS-metaboliți

Metaboliți semnificativ asociați cu amestecul PFAS:

• Mod ionizare pozitivă: N(6)-Metil-lizină, LPC 22:5, ceramidă 18:1, acid 3-indol propionic, cisteinil glicină.
• Mod ionizare negativă: Sulfolitocholglicină, monoacilglicerol 18:2, acid 2,3-difosfogliceric, N-acetilornitină, cortizon.
• Metaboliți comuni între cele două moduri: acid indolacrilic, LPE 20:4, taurină și triptofan.

Metaboliți predictivi pentru diabet zaharat

Sulfolithocholyglycine și PC P-34:2/PC O-34:3 au fost semnificativ asociați cu riscul de diabet după corectarea pentru teste multiple. Sulfolithocholyglycine a fost singurul metabolit asociat atât cu expunerea PFAS, cât și cu riscul de diabet.

Căi metabolice alterate

Căi metabolice asociate atât cu expunerea PFAS, cât și cu riscul de diabet:

• Metabolismul glutamatului
• Metabolismul argininei și prolinei
• Metabolismul medicamentelor prin enzimele citocromului P450

Alte căi asociate: biosinteza acizilor biliari, metabolismul vitaminelor B3 și C, metabolismul fructozei și manozei.

Concluzii și implicații

Acest studiu adaugă dovezi solide privind potențiala contribuție a expunerii la PFAS la dezvoltarea diabetului zaharat de tip 2, mediată de disfuncții metabolice detectabile precoce în aminoacizi, acizi biliari și căi de biotransformare hepatică. Sulfolithocholyglycine, un conjugat de acizi biliari, ar putea juca un rol central în această asociere. Rezultatele sunt relevante pentru sănătatea publică, în special în contextul inegalităților etnice legate de expunerea la PFAS și prevalența diabetului.

Studiul este inovator prin integrarea de tehnologii de metabolomică de înaltă rezoluție și analiză complexă a amestecurilor de expunere într-o populație urbană diversă din SUA. Deși dimensiunea redusă a eșantionului limitează generalizarea rezultatelor, concluziile oferă o bază solidă pentru cercetări viitoare mai ample, orientate spre prevenția diabetului în contextul expunerilor la substanțe chimice din mediu.